本發(fā)明涉及信息安全
技術領域：
：，尤其涉及一種針對動態(tài)恢復Android系統(tǒng)應用程序動態(tài)鏈接庫so文件的Android應用加固方法。
背景技術：
：：2007年，Google公司推出了開源智能手機操作系統(tǒng)安卓(Android)操作系統(tǒng)，由于其豐富的功能和強大的定制能力，在短短幾年內它便躍居為智能手機操作系統(tǒng)市場份額的首位。與此同時，基于Android平臺的應用程序數(shù)目飛速增長。2013年7月，Google公司宣布在GooglePlay商店上架的應用程序超過一百萬，GooglePlay商店成為全球最大的應用商店。隨著Android系統(tǒng)的興起，諸多潛在的安全問題逐漸暴露出來，信息泄露、惡意扣費、系統(tǒng)被破壞的事件屢見不鮮。Android安全性的研究也開始受到人們的關注。因為Android平臺應用軟件使用的語言是Java，傳統(tǒng)的Java語言編寫的程序很容易遭到逆向破解，導致Android應用程序其破解難度遠小于其他使用編譯性語言編寫的程序。由此得知，Android系統(tǒng)在應用加固方面所面臨的主要問題是應用二次打包和惡意代碼插入。應用二次打包技術使得盜版應用大量普及，大大損害了開發(fā)者的利益和積極性，而惡意代碼的植入使得Android用戶面臨隱私數(shù)據(jù)的泄漏和財產(chǎn)損失的風險。Android應用的黑色產(chǎn)業(yè)鏈正是因此產(chǎn)生，通過二次打包植入廣告降低用戶的體驗獲取利潤，又或者插入惡意代碼綁定設備上的私密數(shù)據(jù)進行敲詐勒索。目前，Android應用加固多數(shù)情況還執(zhí)著于靜態(tài)處理dex文件，也就是對dex文件進行一些細微修改來提升攻擊的難度。這一類加固方法增加了可代碼的閱讀難度，但實質上并沒有起到多少防護效果。這是因為Android平臺誕生時間較短，軟件保護方面的研究尚處于起步階段，難以保護應用開發(fā)者的軟件著作權與利益和廣大用戶的隱私安全。技術實現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種針對動態(tài)恢復Android系統(tǒng)應用程序動態(tài)鏈接庫so文件的Android應用加固方法，該方法基于Android系統(tǒng)利用二進制流加密方法進行加固，對so文件中的關鍵代碼進行加密，以達到保護Android應用程序的目的。本發(fā)明提供的技術方案是：一種基于動態(tài)恢復so文件的Android應用加固方法，針對動態(tài)恢復Android系統(tǒng)應用程序動態(tài)鏈接庫so文件，通過二進制流加密方法對so文件中的關鍵方法(關鍵代碼)進行加固，使得Android應用程序代碼得到保護；所述加固方法包括加密過程和解密過程，具體包括如下步驟：A.針對需要保護的Android應用程序的so文件，具體設定需要加密的特定節(jié)的關鍵方法，對關鍵代碼所在的節(jié)(section)進行加密，執(zhí)行如下操作：A1.首先對需要保護的Android應用程序解壓，獲得Android應用程序中的so文件，對所述so文件進行解析；A2.讀取elf文件頭，根據(jù)e_shoff定位到節(jié)區(qū)頭部表；A3.根據(jù)elf文件頭中的e_shnum得到節(jié)區(qū)數(shù)量；A4.根據(jù)e_shoff和e_shnum讀取節(jié)區(qū)頭部表中的所有項；A5.通過elf文件頭中的e_shstrndx項得到節(jié)表字符串表在節(jié)表中的索引，然后找到節(jié)表字符串表的偏移；A6.讀取節(jié)表字符串表中的字符串將每一個節(jié)的名字保存起來；A7.比較每一個節(jié)的名字和自定義節(jié)的名字，如果匹配則通過shdr->sh_offest和shdr->sh_zie得到目標節(jié)的內容，并保存到content中；A8.設定密鑰key1，使用密鑰key1對步驟A7所述content進行第一次加密，得到第一次加密后的中間數(shù)據(jù)；A9.設定密鑰key2，使用密鑰key2對步驟A8所述中間數(shù)據(jù)進行第二次加密；A10.將二次加密后得到數(shù)據(jù)更新到so文件中，得到新的so文件；A11.壓縮重新生成apk，即完成加密過程；所述重新生成的apk中包含原有的dex文件以及包含解密過程中需要用的密鑰和第二次加密后的得到的數(shù)據(jù)so文件；B.開始執(zhí)行Android應用程序時，對加密的so文件進行動態(tài)恢復得到關鍵代碼，執(zhí)行如下操作：B1.Android應用程序被載入內存后，執(zhí)行so文件中.init_array段中的程序；B2.在內存中找到so文件在進程中的地址；B3.在so文件中查找待解密節(jié)的地址；B4.得到待解密節(jié)占用的頁的大小，修改占用頁的讀寫權限；B5.執(zhí)行關鍵代碼時，從so文件中取得密鑰key2，對待解密節(jié)進行解密，得到中間代碼；B6.針對步驟B5得到的中間代碼，從so文件中取得密鑰key1，進行第二次解密，得到最終的關鍵代碼；B7.進行關鍵代碼的方法調用。上述Android系統(tǒng)的應用程序的so文件加固方法，進一步地，所述設定節(jié)的關鍵代碼的方法，具體包括重要算法方法、驗證登陸方法、系統(tǒng)關鍵流程方法中的一個或多個。上述Android系統(tǒng)的應用程序的so文件加固方法，進一步地，步驟A8所述第一次加密或步驟A9所述第二次加密均可采用AES加密方法，所述AES加密方法包括采用使用AES通用加密標準的代碼或使用AES的加密工具，可采用自編寫的AES或現(xiàn)有的AES加密工具。上述Android系統(tǒng)的應用程序的so文件加固方法，進一步地，步驟B1所述執(zhí)行so文件中的程序，具體為通過JNI調用機制調用so文件中的方法。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：現(xiàn)有Android應用加固多數(shù)情況還執(zhí)著于靜態(tài)處理dex文件，也就是對dex文件進行一些細微修改來提升攻擊的難度。這一類加固方法不過是增加可代碼的閱讀難度，但實質上并沒有其多少防護效果。利用本發(fā)明提供的技術方案，可以動態(tài)地解密so文件，將Android保護的方向由dex文件轉移到了so文件。本發(fā)明提供的加固方法對關鍵函數(shù)進行雙層加密保護，并增加了攻擊者逆向分析的難度，攻擊者無法拿到程序的核心代碼，修改的程序也不能正常運行，可以實現(xiàn)對代碼的完整性進行保護，有效地抵抗了靜態(tài)分析，防止so文件的代碼被篡改和劫持，并使得黑客不能通過反編譯等工具查看Android源碼，而且只對關鍵代碼進行加密保護，保證了程序的運行效率。附圖說明圖1是本發(fā)明提供方法的流程框圖。圖2是Android應用程序中的so文件的文件組成結構圖。具體實施方式下面結合附圖，通過實施例進一步描述本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供一種針對動態(tài)恢復Android系統(tǒng)應用程序動態(tài)鏈接庫so文件的加固方法，針對動態(tài)恢復Android系統(tǒng)應用程序動態(tài)鏈接庫so文件，通過二進制流加密方法對so文件中的關鍵代碼進行加固，使得Android應用程序代碼得到保護；本發(fā)明提供的加固方法包括加密過程和解密過程，圖1是本發(fā)明提供方法的流程框圖，包括如下步驟：A.對關鍵代碼所在節(jié)進行加密，執(zhí)行如下操作：A1.解析so文件；A2.定位到特定方法所在節(jié)；A3.使用密鑰key1進行第一次加密；A4.使用密鑰key2進行第二次加密；A5.更新so文件；A6.計算so文件的Hash值并對Hash值進行加密，存放到dex文件中；B.對加密的代碼進行解密，執(zhí)行如下操作：B1.找到so文件在內存中的起始地址；B2.對so文件進行Hash值運算，將得到的結果進行加密，和dex文件中保存的值進行比較；B3.使用密鑰key1進行第一次解密；B4.使用密鑰key2進行第二次解密；B5進行關鍵代碼的方法調用。本發(fā)明提供的基于Android系統(tǒng)二進制流加密技術的加固方法包括加密過程和解密過程；以下通過實施例說明本發(fā)明方法的具體實施：加密過程：對于需要保護的Android應用程序(apk)，首先解壓獲得apk中的so文件，然后對so文件進行解析；開發(fā)者設定需要加密的JNI關鍵方法(需要加密的JNI關鍵方法根據(jù)開發(fā)者的需求進行判斷設定，例如，某些重要算法方法，或者驗證登陸方法，或者某一個系統(tǒng)關鍵流程)，然后定位到需要加密的JNI的關鍵方法所在的自定義節(jié)；由加固者設定密鑰key1(加固者需要保密，在解密的時候需要用這個密鑰對密文進行解密)，先使用密鑰key1對關鍵方法的指令進行第一次加密(采用AES加密，可采用自行編寫的AES加密程序，也可以使用AES的加密工具)，得到第一次加密后的中間數(shù)據(jù)；然后設定密鑰key2，使用密鑰key2對中間數(shù)據(jù)進行第二次加密(也采用AES加密)；連續(xù)兩次AES加密，可增加安全性；更新so文件：將二次加密后得到數(shù)據(jù)更新到so文件中，得到新的so文件；計算新的so文件的Hash值，該值用于校驗so的完整性；對Hash值進行加密(MD5加密)后存入到dex文件中；即在dex文件中加入了對so文件的校驗參數(shù)；壓縮重新生成apk，即完成加密過程。重新生成的apk中，包含已添加so文件的校驗hash的dex文件、部分關鍵代碼加密的so文件(是加固者提供的一段程序C程序，默認是安全的)，so文件中還包含解密過程和對自身的校驗過程。解密過程：開始執(zhí)行程序(AES加密的apk程序)，首先執(zhí)行so文件中的靜態(tài)段：具體地，AES加密程序被載入內存后，在程序開始執(zhí)行的時候先通過JNI(JavaNativeInterface)調用機制，執(zhí)行so文件中的校驗和解密以及恢復代碼，具體是通過Java代碼調用so文件(so庫)中的方法，先搜索程序內存，找到經(jīng)過加密處理后需要還原的相應的類和方法。尋找時可預制一些標簽在程序中，來幫助尋找需要解密的部分；然后，在內存中尋找加密代碼所在節(jié)：so文件的組成結構如圖2所示，so文件即ELF文件主要包括分別是ELF頭(ELFheader)、程序頭表(Programheadertable)、節(jié)(Section，包括.text和.rodata)和節(jié)頭表(Sectionheadertable)。實際上，一個文件中不一定包含全部內容，而且位置也未必與說明順序相同，只有ELF頭的位置是固定的，其余各部分的位置、大小等信息由ELF頭中的各項值來決定。尋找方法具體是：將指針跳回到so文件的起始位置，讀取so文件的文件頭，根據(jù)e_shoff定位到節(jié)區(qū)頭部表，根據(jù)elf_shnum得到節(jié)區(qū)的數(shù)量size。從節(jié)區(qū)頭部表讀取size個節(jié)區(qū)項。通過elf文件頭中的e_shstrndx項得到節(jié)表字符串表在節(jié)表中的索引，然后找到節(jié)表字符串表的偏移string_off。將每一個節(jié)區(qū)地址和它的字符串對應，查找和自定義加密節(jié)字符串相同的節(jié)，如果匹配則通過shdr->sh_offest和shdr->sh_zie定位得到該節(jié)的內容。Elf文件頭記錄了so文件其他部分在so文件中的偏移，從而可以定位到so文件其他部分所在的區(qū)域，以供進一步解析。ELF文件頭部(Elf文件頭)主要包括校驗和以及其他結構的偏移地址和長度信息，具體見表1：表1Elf文件頭記錄的信息和相應含義對于so文件，計算so文件的Hash值，然后對Hash進行加密((MD5加密))，和dex文件中保存的值進行比較，如果一致，則說明程序未被修改，否則返回錯誤碼，程序停止運行。當執(zhí)行關鍵代碼時，從so文件中取得密鑰key2，對關鍵代碼進行解密，得到中間代碼。對于得到的中間代碼，從so文件中取得密鑰key1，進行第二次解密得到最終的關鍵代碼；兩次解密過程分別對應兩次加密過程，以確保應用程序的安全。最后，實現(xiàn)正確安全地調用關鍵代碼的方法。需要注意的是，公布實施例的目的在于幫助進一步理解本發(fā)明，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明及所附權利要求的精神和范圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應局限于實施例所公開的內容，本發(fā)明要求保護的范圍以權利要求書界定的范圍為準。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3